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FPGA编程

  • 基于FPGA的PCI接口设计及其应用

    该文进行的设计作为数控系统大课题中的一个子课题,主要研究利用PCI总线来实现对外围IO的操作,硬件上包括设计一块PCI接口卡并测试通过,软件上实现了PCI接口卡在Linux下的驱动和用软PLC来实现对外围IO的操作.该文在比较几种微机总线的基础上,为了实现数控系统高速、高精度、低功耗的要求,采用PCI总线进行设计.随着可编程逻辑器件的发展,为在一片PLD芯片内实现复杂的逻辑控制提供了条件.该文在综合比较开发PCI卡的几种方法的基础上,选择了使用FPGA来实现PCI接口卡设计.用VHDL语言对FPGA编程,采用模块化的设计方法进行设计,用状态机来控制PCI逻辑的时序.设计首先在EDA软件上仿真通过后,制作成PCI板卡并在现场调试通过.为方便所设计的PCI卡在数控系统及其它系统中应用,该文设计了PCI卡在Linux下的设备驱动程序,主要包括设备的注册与注销、与Linux内核的接口、相关的入口函数、驱动程序的编码、编译、加载与卸载等,并编写了相应的测试代码,在Linux环境下调试通过.为了解决数控系统中PLC的应用问题,该文还设计了PCI卡在软PLC中的应用.采用的软PLC软件是Linux下的MatPLC软件.在详细讨论MatPLC工作原理的基础上,设计了一个输入模块、一个输出模块和一个MatPLC配置文件.输入模块通过驱动程序从PCI卡中读取数据,传送到MatPLC内核的全局变量中,输出模块从内核全局变量读取数据并进行逻辑运算,再输出到PCI卡.将他们编译通过,并进行测试,最终实现软PLC对外围IO端口的读写.该论文受到广东省科技攻关项目[2002A1040402]、广东省科技攻关项目[2003C101002]、广州市重大科技攻关计划[2002Z1-D0051]的资助.

    标签: FPGA PCI 接口设计

    上传时间: 2013-07-18

    上传用户:szchen2006

  • 基于FPGA的无人机气压高度测量系统

    无人机大气数据的采集和处理在无人机中占有很重要的位置和作用,它是保障飞机安全飞行以及保证地面控制和操纵人员正确引导飞机、顺利完成飞行任务的关键所在。在目前广泛应用的无人机大气数据测量系统中,多数采用单片机作为大气数据处理计算机,但是单片机在高速数据采集和处理方面却存在着抗干扰性差、速度慢等缺点,使测量系统的稳定性和实时性受到了很大的影响。 本文采用FPGA(Field Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)芯片作为大气数据处理器,以大气数据中的气压高度为例,介绍了一种基于FPGA技术的无人机气压高度测量系统。由于该测量系统中的FPGA数据处理器具有可靠性高、速度快、逻辑功能强等特点,有效地解决了单片机在高速无人机大气数据测量系统中处理速度较慢、实时性较差的问题。 论文首先介绍了FPGA的基本结构、工作原理、开发设计流程和FPGA编程所采用的VHDL硬件描述语言,还介绍了数字式大气数据测量系统的基本组成和工作原理,并且详细阐述了气压高度测量的原理和方法;然后提出了基于FPGA的无人机气压高度测量系统的整体设计,并对该测量系统各组成部分的硬件电路进行详细的分析和设计;随后论文又介绍了气压高度测量系统中FPGA的相关软件设计,并就FPGA内部所设计的各功能模块的作用、模块内部结构和工作流程进行详细的论述;最后使用Modelsim和QuartusII仿真软件对程序进行功能和时序的仿真,以验证FPGA内部各功能模块和FPGA总体设计的正确性,并在所有仿真通过后将程序产生的配置文件下载到FPGA芯片中,在制作和安装测量系统的电路板后对整个测量系统进行实际的测试,将测试结果与理论值比较并分析测量系统的误差来源。 根据系统测试的结果,本文验证了以FPGA芯片为核心的无人机气压高度测量系统的可行性,并对该测量系统提出了今后的进一步改进和完善的思路。

    标签: FPGA 无人机 气压 测量系统

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:cx111111

  • 几种用于FPGA的新型有效混合布线算法

    采用现场可编程门阵列(FPGA)可以快速实现数字电路,但是用于生成FPGA编程的比特流文件的CAD工具在编制大规模电路时常常需要数小时的时间,以至于许多设计者甚至通过在给定FPGA上采用更多的资源,或者以牺牲电路速度为代价来提高编制速度。电路编制过程中大部分时间花费在布线阶段,因此有效的布线算法能极大地减少布线时间。 许多布线算法已经被开发并获得应用,其中布尔可满足性(SAT)布线算法及几何查找布线算法是当前最为流行的两种。然而它们各有缺点:基于SAT的布线算法在可扩展性上有很大缺陷;几何查找布线算法虽然具有广泛的拆线重布线能力,但当实际问题具有严格的布线约束条件时,它在布线方案的收敛方面存在很大困难。基于此,本文致力于探索一种能有效解决以上问题的新型算法,具体研究工作和结果可归纳如下。 1、在全面调查FPGA结构的最新研究动态的基础上,确定了一种FPGA布线结构模型,即一个基于SRAM的对称阵列(岛状)FPGA结构作为研究对象,该模型仅需3个适合的参数即能表示布线结构。为使所有布线算法可在相同平台上运行,选择了美国北卡罗来纳州微电子中心的20个大规模电路作为基准,并在布线前采用VPR399对每个电路都生成30个布局,从而使所有的布线算法都能够直接在这些预制电路上运行。 2、详细研究了四种几何查找布线算法,即一种基本迷宫布线算法Lee,一种基于协商的性能驱动的布线算法PathFinder,一种快速的时延驱动的布线算法VPR430和一种协商A

    标签: FPGA 布线算法

    上传时间: 2013-05-18

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  • FPGA结构和布局布线算法研究

    论文设计了一种FPGA结构描述方法,解决了FPGA建模问题。FPGA结构描述方法包含逻辑单元信息,互连线信息等10部分。当采用不同的FPGA芯片进行布局布线时,只需要使用结构描述方法重新定义这种FPGA芯片的结构,不需要改变布局布线工具。 为了配合FPGA编程下载,论文改进了划分网表算法,能够生成LUT配置信息文件。改进了布局布线算法,能够支持更多的商用FPGA结构特征,开发的布局布线工具在可布通性上和VPR接近,布局阶段能够减少21%的逻辑单元交换次数,它在布局布线之后生成内部连接信息,布局信息和布线信息。这些信息提供给布局布线的下一阶段编程下载必要的支持,可以生成位流文件下载到FPGA中。

    标签: FPGA 布局布线 算法研究

    上传时间: 2013-07-29

    上传用户:气温达上千万的

  • 基于FPGA的永磁电机控制系统

    随着经济的发展,科学技术的进步,永磁电机的研发和控制技术都有了快速的发展。永磁电机的发展也带来了永磁电机控制器的发展,电机控制器已经由传统的模拟元件控制器,逐渐转向数模混合控制器、全数字控制器。基于现场可编程门阵列(FPGA——Field Programmable Gate Array)的新一代数字电机控制技术得到越来越多的关注。现在的FPGA不仅实现了软件需求和硬件设计的完美集合,还实现了高速与灵活性的完美结合,使其已超越了ASIC器件的性能和规模。在工业控制领域,FPGA虽然起步较晚,但是发展势头迅猛。    本文在介绍了传统无刷直流电机控制技术的基础上,分析了采用FPGA实现电机控制的优点。详细介绍了使用硬件编程语言,在FPGA中编程实现永磁无刷直流电机速度闭环控制的各个关键环节,如:PI调节器、数字PWM等等。在实现永磁无刷直流电机速度闭环控制的同时,将速度检测环节采用FPGA实现,减小了系统硬件开销。在实现单台永磁无刷直流电机速度闭环控制的基础上,本文在一片FPGA芯片上实现了多台永磁无刷直流电机的速度闭环独立控制系统。介绍了采用FPGA进行多台电机控制具有独特的优势,这些优势使得FPGA在实现多台电机控制时非常方便,具有单片机(MCU)和数字信号处理器(DSP)无法比拟的优点。文中对基于FPGA的单台和多台永磁无刷直流电机控制系统分别进行了实验验证。    FPGA编程灵活,设计方便,本文在FPGA中实现了各种不同的PWM调制方式。从电路方面详细分析了采用不同的PWM调制,换相时无刷直流电机母线的反向电流问题。借助FPGA平台,对各种PWM调制方式进行了实验,对理论分析进行了验证。    另外,本文介绍了目前非常流行的一种FPGA图形化设计方法,即基于XSG(Xilinx System Generator)的FPGA设计。这种设计方法具有图形化、模块化的优点,大大方便了用户的FPGA开发设计。在XSG中建立的仿真系统,区别于传统的Simulink仿真,可以直接生成相应的硬件编程语言代码下载到FPGA中运行。本文借助XSG软件设计在XSG/Simulink中实现了永磁同步电机矢量控制系统的混合建模算法,并进行了仿真。

    标签: FPGA 永磁电机 控制系统

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:wangyi39

  • 一个能够简单的实现YUV到RGB转换的小工具

    一个能够简单的实现YUV到RGB转换的小工具,同时显示FPGA编程数据

    标签: YUV RGB 转换

    上传时间: 2013-08-09

    上传用户:ming529

  • MAX+PLUS II使用入门指南

    FPGA编程,仿真教程

    标签: PLUS MAX 使用入门

    上传时间: 2014-11-11

    上传用户:lunshaomo

  • 基于FPGA设计的FIR滤波器的实现与对比

    描述了基于FPGA的FIR滤波器设计。根据FIR的原理及严格线性相位滤波器具有偶对称的性质给出了FIR滤波器的4种结构,即直接乘加结构、乘法器复用结构、乘累加结构、DA算法。在本文中给出上述几种算法的结构框图,并通过FPGA编程实现上述几种算法,并给出所用的资源来比较各种算法的优劣。

    标签: FPGA FIR 滤波器 对比

    上传时间: 2013-10-30

    上传用户:1101055045

  • XAPP058 -利用嵌入式微控制器实现Xilinx系统编程

      Xilinx 高性能 CPLD、FPGA 和配置 PROM 系列具备在系统可编程性、可靠的引脚锁定以及JTAG 边界扫描测试功能。此强大的功能组合允许设计人员在进行重大更改时,仍能保留原始的器件引脚,从而避免重组 PC 板。通过利用嵌入式控制器从板载 RAM 或 EPROM 对这些CPLD 和 FPGA 编程,设计人员可轻松升级、修改和测试设计,即使在现场也是如此。

    标签: Xilinx XAPP 058 嵌入式

    上传时间: 2013-11-03

    上传用户:dongbaobao

  • KX_DVP3F型FPGA应用板/开发板(全套)包括:  CycloneII系列FPGA EP2C8Q208C8 40万们

    KX_DVP3F型FPGA应用板/开发板(全套)包括:  CycloneII系列FPGA EP2C8Q208C8 40万们,含20M-270MHz锁相环2个。  RS232串行接口;VGA视频口  高速SRAM 512KB。可用于语音处理,NiosII运行等。  配置Flash EPCS2, 10万次烧写周期 。  isp单片机T89S8253:MCS51兼容单片机,12KB在系统可编程Flash ROM,10万次烧 写周期;2KB在系统可编程EEPROM,10万次烧写周期;2.7V-5.5V工作电压;0-24MHz 工作时钟;  2数码管显示器、20MHz时钟源(可通过FPGA中的锁相环倍频);  液晶显示屏(20字X4行);  工作电源5V、3.3V、1.2V混合电压源,良好电磁兼容性主板。  配套示例程序、资料、编程软件光盘等。  4X4键盘,4普通按键,8可锁按键,8发光管  BlasterMV编程下载器和并口通信线,可完成FPGA编程下载和isp单片机的编程。KX_DV3F开发板的源程序

    标签: FPGA CycloneII KX_DVP 61592

    上传时间: 2014-01-08

    上传用户:aa17807091